第六七章及電致發(fā)光第1頁，共121頁。優(yōu)選第六七章及電致發(fā)光第2頁，共121頁?！?.1.2氣體放電的伏安特性

調(diào)節(jié)氣體二端的電壓值，測(cè)量流過氣體的電流大小，可以得到氣體的伏安特性。氣體的伏安特性表現(xiàn)出很大的非線性。2025/9/43第3頁，共121頁。IIIIIIIVVVIVIIVBVS10-1610-1410-1210-510-410-310-210-1110I02004006008001000I非自持放電區(qū)II湯森區(qū)III自持放電區(qū)IV欠輝區(qū)V正常輝光區(qū)VI異常輝光區(qū)VII弧光曲2025/9/44第4頁，共121頁。

氣體中少量自由電子在電場(chǎng)作用下定向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生電流。這些電子如果有足夠的能量使其他原子電離，則會(huì)產(chǎn)生更多的自由電子，形成雪崩過程，使電流指數(shù)增加。其中V為外加電壓，為第一湯森系數(shù)，表示每伏外加電壓產(chǎn)生的離子和電子對(duì)。當(dāng)正離子轟擊陰極時(shí)，產(chǎn)生二次電子，二次電子產(chǎn)生額外的放電電流其中Vi為氣體電離電壓，

為第二湯森系數(shù)2025/9/45第5頁，共121頁。當(dāng)離子產(chǎn)生的二次電子和二次電子產(chǎn)生的離子在數(shù)量上達(dá)到平衡時(shí)，就無需外電場(chǎng)產(chǎn)生額外的電離電荷便可維持放電，成為自持放電。即VB稱為擊穿電壓。此時(shí)可以降低外電壓，仍能維持較大的放電點(diǎn)流。當(dāng)電壓低于VS時(shí)，放電熄滅，VS稱為維持電壓。氣體放電顯示一般工作在VB和VS之間—+陰極光膜負(fù)輝區(qū)正柱區(qū)陽極輝區(qū)目前PDP顯示中經(jīng)常采用負(fù)輝區(qū)2025/9/46第6頁，共121頁?！?.1.3帕邢定律

為一個(gè)電子經(jīng)過單位距離(1cm)后與氣體原子碰撞所產(chǎn)生的電子—離子對(duì)數(shù)，電極之間的間距為d，則產(chǎn)生的電子—離子對(duì)為

(e

d-1)

為每一個(gè)轟擊陰極的正離子從陰極打出的二次電子數(shù)，若能夠自持放電，則必須設(shè)

2025/9/47第7頁，共121頁。根據(jù)實(shí)際氣體的測(cè)量結(jié)果，

和p(氣壓)之間的關(guān)系由此得到擊穿電壓UB=Ed代入上式2025/9/48第8頁，共121頁。

在氣體放電中，擊穿電壓取決于氣壓和電極間的間距的乘積其中A,B取決于氣體的種類，和氣體及陰極材料有關(guān)。令，得到最低擊穿電壓2025/9/49第9頁，共121頁。10030010003000100000.31310301003001000AirNeNe+0.1%ArUBPd(torr-cm)不同氣體的巴邢曲線2025/9/410第10頁，共121頁?！?.2PDP顯示原理1964年美國(guó)伊利諾斯大學(xué)發(fā)明§6.2.1PDP顯示的結(jié)構(gòu)陰極透明陽極隔離板引火孔2025/9/411第11頁，共121頁?！?.2.2直流PDP顯示的自掃描原理R123+250V+250VRsRD掃描陽極顯示陽極復(fù)位陰極R123456陰極引火孔2025/9/412第12頁，共121頁。R接地，1、2、3接+85V,復(fù)位陰極點(diǎn)火

1接地，復(fù)位陰極加+85V，電極1點(diǎn)火，而電極4不點(diǎn)火

2接地，1加+85V，電極2點(diǎn)火，電極5不點(diǎn)火依次類推，用三個(gè)位相的方波輪流交替，實(shí)現(xiàn)自掃描過程。圖像顯示的亮暗點(diǎn)由顯示陽極控制。當(dāng)掃描到某點(diǎn)時(shí)，顯示陽極加+250V，使放電通過引火孔到達(dá)上端。2025/9/413第13頁，共121頁?！?.2.3交流PDP顯示介質(zhì)層交流驅(qū)動(dòng)可有效保護(hù)電極，延長(zhǎng)壽命采用方波驅(qū)動(dòng)。放電時(shí)電離的電荷在電場(chǎng)的作用下定向運(yùn)動(dòng)，最終堆積在介質(zhì)層上當(dāng)方波方向相反時(shí)，加在內(nèi)部氣體上的電壓因該為脈沖電壓加上電極上壁電壓之和。因此平時(shí)只要加大于1/2的擊穿電壓作為維持電壓，點(diǎn)亮?xí)r加一較高的脈沖，其間放電。關(guān)掉時(shí)加一反相的短脈沖，中和積累電荷，放電停止2025/9/414第14頁，共121頁。CWCWCg等效電路當(dāng)穩(wěn)定放電時(shí)即U0UWUWUgI2025/9/415第15頁，共121頁。測(cè)量壁電壓變化和Ug的關(guān)系UgUWCBA選擇外加電壓U0為C點(diǎn)的電壓，則可得到二個(gè)穩(wěn)定的工作點(diǎn)。加脈沖使電壓超過B點(diǎn)，則工作點(diǎn)自動(dòng)落于A點(diǎn)，加反響脈沖使電壓低于B點(diǎn)，則工作點(diǎn)落于C點(diǎn)。兩條切線對(duì)應(yīng)最大和最小的維持電壓Vs2025/9/416第16頁，共121頁。§6.3彩色PDP顯示器工作原理2025/9/417第17頁，共121頁。PDP的熒光粉PDP熒光粉為光致發(fā)

光的熒光材料147nm激發(fā)發(fā)光效率1.2lm/w2025/9/418第18頁，共121頁。背板PDP面板前面板2025/9/419第19頁，共121頁。RearGlassDataElectrodesDielectricsRibsColourPhosphorBlackMatrix背板2025/9/420第20頁，共121頁。RearGlassColourPhosphor不對(duì)稱分布2025/9/421第21頁，共121頁。背板制作過程2025/9/422第22頁，共121頁。阻隔壁的制作方法噴砂法2025/9/423第23頁，共121頁。結(jié)構(gòu)顯微圖2025/9/424第24頁，共121頁。熒光粉的制作印刷成形法感光成形法2025/9/425第25頁，共121頁。熒光粉照片印刷法光成形法2025/9/426第26頁，共121頁。FrontGlassSustainElectrodes(Transparent+Wire)ScanElectrodes(Transparent+Wire)前面板2025/9/427第27頁，共121頁。前面板的制作2025/9/428第28頁，共121頁。Bus電極的制作2025/9/429第29頁，共121頁。MgO層的鍍制2025/9/430第30頁，共121頁。封裝FrontGlassRearGlassNeon/XenonGasSealClick2025/9/431第31頁，共121頁。像素結(jié)構(gòu)

RibRibScanElectrodeSustainElectrodeXenon+NeonDataElectrodeColourPhosphorDielectricsRearGlassFrontGlassAluminumBaseCLICKCLICKCLICKCLICKCLICKCLICK2025/9/432第32頁，共121頁。顯示板PanelGlassAssembleAluminumBaseDataDriveBoard(COB)2025/9/433第33頁，共121頁。PDP屏的屏蔽玻璃(EMIfilter)2025/9/434第34頁，共121頁。屏蔽玻璃由玻璃、紅外濾光薄膜、金屬網(wǎng)和減反射膜構(gòu)成金屬柵格是由10

m左右的銅線構(gòu)成的方形網(wǎng)格組成2025/9/435第35頁，共121頁。PDP的灰度顯示2025/9/436第36頁，共121頁。PDP的放大照片PDP顯示的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：大視角，大屏幕，高對(duì)比度缺點(diǎn)：像素較大，高分辨率較難實(shí)現(xiàn)功耗較大，重量較大熒光粉的壽命問題2025/9/437第37頁，共121頁。PDP的驅(qū)動(dòng)電路2025/9/438第38頁，共121頁。PDP面板的驅(qū)動(dòng)電路2025/9/439第39頁，共121頁。目前主要PDP顯示板的分辨率2025/9/440第40頁，共121頁。PDP的缺陷2025/9/441第41頁，共121頁。缺陷的參數(shù)2025/9/442第42頁，共121頁。PDP的壽命2025/9/443第43頁，共121頁。2025/9/444第44頁，共121頁。第七章電致發(fā)光顯示

當(dāng)熒光材料或半導(dǎo)體在外電場(chǎng)的作用下而產(chǎn)生的發(fā)光稱之為電致發(fā)光(EL,Electroluminescence)電致發(fā)光分為： 電場(chǎng)激發(fā)電致發(fā)光 電荷注入電致發(fā)光電致發(fā)光器件分為：無機(jī)電致發(fā)光和有機(jī)電致發(fā)光無機(jī)發(fā)光分為：交流粉末型，直流粉末型，直流薄膜型和交流薄膜型2025/9/445第45頁，共121頁?！?.1無機(jī)電致發(fā)光的發(fā)光機(jī)理發(fā)光的最原始機(jī)理為電子的躍遷，當(dāng)電子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)是就會(huì)發(fā)出光子：晶體

晶體：原子的周期性規(guī)則排列所造成的由外平面包圍的多面體固體晶胞：周期性結(jié)構(gòu)中的最小重復(fù)單元晶面：晶體中的任一平面晶向：晶面的法向方向2025/9/446第46頁，共121頁。晶體能帶介電子：受原子團(tuán)束縛的電子，無法參與導(dǎo)電導(dǎo)電電子：介電子脫離原子團(tuán)的束縛，可自由傳遞參與導(dǎo)電根據(jù)量子力學(xué)理論導(dǎo)電電子和介電子的能量為其中：L為晶體長(zhǎng)度2025/9/447第47頁，共121頁。禁帶能帶圖導(dǎo)帶介帶Eg>2eV,絕緣體Eg≈0,導(dǎo)體0<Eg<2eV,半導(dǎo)體2025/9/448第48頁，共121頁。場(chǎng)激發(fā)電致發(fā)光

固體中電子在外電場(chǎng)的作用下，從基態(tài)躍遷到高能態(tài)，一般需要103－106V/cm的電場(chǎng)。在固體中摻雜一些雜質(zhì)后，形成俘獲中心（陷阱）和亞穩(wěn)態(tài)。亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)不容易躍遷到基態(tài)，容易受激躍遷到高能態(tài)，高能態(tài)容易躍遷到基態(tài)發(fā)光。這些雜質(zhì)稱為發(fā)光中心。2025/9/449第49頁，共121頁?！?.2無機(jī)場(chǎng)激發(fā)電致發(fā)光交流粉末EL器件結(jié)構(gòu)§7.2.1交流粉末器件發(fā)光強(qiáng)度B0和c為常數(shù)，和材料有關(guān)2025/9/450第50頁，共121頁。在不同頻率下交流器件的發(fā)光強(qiáng)度不同，在低頻下發(fā)光強(qiáng)度和頻率成正比，而在較高頻率下，發(fā)光強(qiáng)度則趨于飽和

2025/9/451第51頁，共121頁。直流粉末EL器件結(jié)構(gòu)§7.2.2直流粉末器件直流粉末的包銅處理

2025/9/452第52頁，共121頁。通過包銅處理后，CuxS呈P型，與ZnS:Mn形成ＰＮ結(jié)。直流粉末器件的能帶圖如下2025/9/453第53頁，共121頁。器件的發(fā)光強(qiáng)度可以表示為

其中n是一個(gè)大于1的常數(shù)

圖中一條曲線為單向脈沖驅(qū)動(dòng)，其壽命較DC長(zhǎng)2025/9/454第54頁，共121頁。交流薄膜器件結(jié)構(gòu)§7.2.3交流薄膜器件2025/9/455第55頁，共121頁。和粉末型器件相比，交流薄膜器件有較高的發(fā)光亮度和較陡的閾值，適合于無源矩陣驅(qū)動(dòng)2025/9/456第56頁，共121頁。交流薄膜器件由于發(fā)光層夾于二介質(zhì)層之間，存在著電荷堆積的現(xiàn)象，所以交流薄膜發(fā)光特性和驅(qū)動(dòng)脈沖有直接關(guān)系．當(dāng)電子在界面處堆積到一定程度，同方向的脈沖不再使器件發(fā)光。這種效果在去掉外電場(chǎng)后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都不會(huì)消除，由此可以方便驅(qū)動(dòng)控制

2025/9/457第57頁，共121頁?！?.2.4EL器件的驅(qū)動(dòng)

掃描電極施加閾值電壓，約160V。數(shù)據(jù)電極施加調(diào)制電壓，一般在30~60V，得到交叉點(diǎn)上的電壓在160~220V之間變化。掃描頻率一般在60Hz，由于EL器件的發(fā)光較快，要遠(yuǎn)快于液晶，所以占空比可以做的比較小，可達(dá)1/500~1/1000，所以可以實(shí)現(xiàn)

500~1000的高分辨率顯示

2025/9/458第58頁，共121頁?！?.2.5彩色EL器件的實(shí)現(xiàn)彩色EL器件一般采用多色熒光材料或采用白色熒光材料加濾色片的方法．2025/9/459第59頁，共121頁。發(fā)光材料的色坐標(biāo)2025/9/460第60頁，共121頁。

彩色器件的結(jié)構(gòu)可分為三種：多層式，色點(diǎn)式和彩色濾光片式三種

多層式結(jié)構(gòu)2025/9/461第61頁，共121頁。色點(diǎn)方式是把不同顏色的發(fā)光材料用光刻方法同時(shí)鍍?cè)谕黄矫?，類似與彩色顯象管2025/9/462第62頁，共121頁。用濾光片的方法是采用白色發(fā)光材料，在相對(duì)應(yīng)得控制電極上覆蓋三色濾光片來實(shí)現(xiàn)彩色．這種方法類似與彩色TFT液晶顯示屏

2025/9/463第63頁，共121頁?！?.3電荷注入式電致發(fā)光顯示－－發(fā)光二極管(LED)LED發(fā)光原理即為前面所述，在載流子注入PN結(jié)時(shí)發(fā)生電子和孔穴的復(fù)合，從而發(fā)光．LED顯示有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1.可靠性高；2.驅(qū)動(dòng)電壓低(一般為2V)；3.有較高的響應(yīng)速度2025/9/464第64頁，共121頁。直接帶隙半導(dǎo)體和間接帶隙半導(dǎo)體直接帶隙半導(dǎo)體：高發(fā)光效率GaAs,InP,AlAs,GaAlAs,InGaAsP間接帶隙半導(dǎo)體：低發(fā)光效率Ge,Si2025/9/465第65頁，共121頁。費(fèi)米-狄拉克分布電子處于能量為E的能級(jí)幾率為：空穴處于能量為E的能級(jí)的幾率為：空穴是指介電子激發(fā)躍遷以后在介帶留下的空位。公式中EF稱為費(fèi)米能級(jí)費(fèi)米-狄拉克分布；2025/9/466第66頁，共121頁。p型、n型和I型半導(dǎo)體施主雜質(zhì)：摻雜到半導(dǎo)體中提供多余電子的元素，如P、S、As等受主雜質(zhì)：摻雜到半導(dǎo)體中提供多余空穴的元素，如B、Be、Zn、In等n型半導(dǎo)體：摻雜施主雜質(zhì)，形成電子導(dǎo)電型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體：摻雜受主雜質(zhì)，形成空穴導(dǎo)電型半導(dǎo)體I型半導(dǎo)體（本征型半導(dǎo)體）：沒有雜質(zhì)的半導(dǎo)體2025/9/467第67頁，共121頁。EFEFEFI型n型P型簡(jiǎn)并n型半導(dǎo)體簡(jiǎn)并p型半導(dǎo)體摻雜對(duì)費(fèi)米能級(jí)的影響2025/9/468第68頁，共121頁。摻雜量和費(fèi)米能級(jí)移動(dòng)量的關(guān)系EFEFEFI型n型P型EiEi施主受主ND,NA,Ni

施主、受主、本征載流子濃度2025/9/469第69頁，共121頁。pn結(jié)VD稱為勢(shì)壘高度P型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間的接觸界面，由于載流子的擴(kuò)散，在界面附近形成空間電荷區(qū)。耗盡層2025/9/470第70頁，共121頁。LED發(fā)光機(jī)理載流子的復(fù)合

電子從介帶躍遷到導(dǎo)帶而產(chǎn)生電子空穴對(duì)時(shí)，需要吸收能量。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)會(huì)放出能量，能量以輻射或非輻射形式釋放。

從電子來看，我們可以把受激產(chǎn)生電子空穴對(duì)以及電子空穴對(duì)的復(fù)合看成是電子的能級(jí)躍遷。2025/9/471第71頁，共121頁。pn結(jié)的能帶圖

當(dāng)pn結(jié)加正向電壓時(shí)，導(dǎo)致p、n處費(fèi)米能級(jí)不一致，在pn結(jié)附近產(chǎn)生了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。電子和空穴的復(fù)合幾率增加，產(chǎn)生光子發(fā)射。EEN、EFP稱為準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)2025/9/472第72頁，共121頁。LED內(nèi)的復(fù)合種類1.帶間復(fù)合：導(dǎo)帶中電子和介帶中空穴的復(fù)合，產(chǎn)生的光子能量接近禁帶寬度,即2.D-A對(duì)復(fù)合：在輕摻雜的半導(dǎo)體中，施主俘獲的電子和受主俘獲的空穴之間的復(fù)合。3.等電子陷阱的激子復(fù)合：等電子雜質(zhì)是指摻雜在半導(dǎo)體中的同一族原子，它的介電子數(shù)相等。由這些原子構(gòu)成俘獲電子和空穴的陷阱。形成高效率的發(fā)光2025/9/473第73頁，共121頁。LED的內(nèi)量子效率LED的內(nèi)部量子效率

其中為電荷注入效率,q為輻射效率，一般pn結(jié)是電子注入到p區(qū)復(fù)合發(fā)光，因此Dn、Dp---電子和空穴的擴(kuò)散系數(shù)Ln、Lp電子和空穴的擴(kuò)散長(zhǎng)度nn0和Pp0---n區(qū)的電子濃度和p區(qū)的空穴濃度2025/9/474第74頁，共121頁。即輻射復(fù)合和非輻射復(fù)合數(shù)之比。其中Rr，Rnr為輻射復(fù)合和非輻射復(fù)合幾率，

r

，nr為輻射復(fù)合和非輻射復(fù)合載流子壽命為提高注入效率，一般nn0>>pp0，此時(shí)n標(biāo)為n+輻射效率：2025/9/475第75頁，共121頁。LED的外部量子效率LED的外部量子效率定義為總的光輸出功率和總的電功率輸入之比影響LED外部量子效率的三個(gè)因素為：半導(dǎo)體對(duì)光子的吸收半導(dǎo)體介質(zhì)的界面反射光折射中的臨界角2025/9/476第76頁，共121頁。一些半導(dǎo)體材料的外部量子效率2025/9/477第77頁，共121頁。LED的性能1.LED的帶寬由于電子和空穴在導(dǎo)帶和價(jià)帶內(nèi)具有既定的能級(jí)分布。其中電子在離導(dǎo)帶1/2kT處具有最大的幾率。同樣情況出現(xiàn)在空穴在價(jià)帶中的分布。因此當(dāng)電子從導(dǎo)帶躍遷到價(jià)帶時(shí)，產(chǎn)生一定的輻射帶寬。典型的帶寬2025/9/478第78頁，共121頁。2025/9/479第79頁，共121頁。一個(gè)紅光LED的發(fā)光光譜不同的材料其帶寬不同2025/9/480第80頁，共121頁。2.LED的電光特性LED的電流發(fā)光特性LED的電壓、電流曲線LED的發(fā)光強(qiáng)度和電流成較線形關(guān)系。而LED的伏安特性和二極管類似，有一個(gè)較明顯的閾值電壓。2025/9/481第81頁，共121頁。它的電流電壓曲線如左圖．圖中的曲線和常規(guī)的二極管電流電壓特性曲線是一致的．當(dāng)加正向電壓時(shí)，電壓達(dá)到一定的閾值后，器件的電流開始增加．這一電壓即為PN結(jié)的勢(shì)壘高度．加正向電壓時(shí)勢(shì)壘高度降低，勢(shì)壘兩邊載流子開始向?qū)γ鏀U(kuò)散，復(fù)合發(fā)光開始2025/9/482第82頁，共121頁。LED的結(jié)構(gòu)2025/9/483第83頁，共121頁。加外封裝以后的結(jié)構(gòu)2025/9/484第84頁，共121頁。如何提高外量子效率1．P層在最外，n層在內(nèi)部，以減少半導(dǎo)體對(duì)光子的吸收2.采用球形的光學(xué)材料封裝，增大光從半導(dǎo)體到外部的全反射臨界角GaSe的折射率為3.66也可采用側(cè)面出光的方法2025/9/485第85頁，共121頁。異質(zhì)結(jié)發(fā)光二極管寬禁帶半導(dǎo)體和窄禁帶半導(dǎo)體的結(jié)合。由于勢(shì)壘較低，電子注入效率高。寬禁帶阻止了電子和空穴的復(fù)合，復(fù)合在窄禁帶半導(dǎo)體內(nèi)進(jìn)行。由于光子能量和寬禁帶能量不相同，光不被寬禁帶材料吸收。因此異質(zhì)結(jié)發(fā)光二級(jí)管有較高的發(fā)光效率。2025/9/486第86頁，共121頁。LED的響應(yīng)速度較高，因此LED也可以做為光的調(diào)制器件。LED的截止頻率為：其中

mc為少數(shù)載流子的壽命．對(duì)于GaAs材料，

mc在1-10ns之間，所以調(diào)制頻率可達(dá)16到160MHz

LED的調(diào)制速度2025/9/487第87頁，共121頁。用于LED的半導(dǎo)體材料用于LED的半導(dǎo)體材料必須滿足幾個(gè)條件：a.材料必須具有一定的禁帶寬度，使之能輻射所需的光波．b.必須具有較高的量子效率c.PN結(jié)發(fā)出的光必須能有效地傳到外面

目前常用的為周期表中的III~V族元素．如紅色LED常采用GaP:ZnO，綠的采用GaP:N，藍(lán)色LED要求禁帶寬度大于2.54eV，可用的材料包括GaN,ZnS,ZnSe,SiC等

2025/9/488第88頁，共121頁。幾種常用LED材料及特性表

2025/9/489第89頁，共121頁。光譜及發(fā)光亮度2025/9/490第90頁，共121頁。LED的參數(shù)1.極限功耗PmPN結(jié)電流的升高會(huì)造成節(jié)溫的升高，在最大的節(jié)溫狀態(tài)下所消耗的功率即為極限功耗2.極限工作電流Ifm極限功耗下的工作電流3.最高允許反向電壓Vs反向電壓增加時(shí)，LED會(huì)擊穿，擊穿電壓即Vs,LED一般4-5伏4.最大允許正向脈沖電流Ifp在一定頻率、一定占空比的正向電流驅(qū)動(dòng)下所能承受的最大脈沖電流5.最高允許節(jié)溫TjmPN結(jié)的最大工作溫度，超過會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞2025/9/491第91頁，共121頁。6.正向工作電流IF發(fā)光強(qiáng)度一般與正向工作電流成正比，正向工作電流成正比一般不超過極限工作電流的60%7.正向工作電壓VF正向工作電壓一般控制在1.4-3V8.法線發(fā)光強(qiáng)度IvLED發(fā)光面法線方向的發(fā)光強(qiáng)度，單位mcd9.發(fā)光峰值波長(zhǎng)發(fā)光強(qiáng)度最大所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)10.光譜半寬度從峰值波長(zhǎng)到光強(qiáng)度變?yōu)榉逯?/2時(shí)的波長(zhǎng)間隔11.半值角

1/2光線偏離法線時(shí)發(fā)光強(qiáng)度的變小。發(fā)光強(qiáng)度變?yōu)榉逯?/2時(shí)的角度2025/9/492第92頁，共121頁。LED的驅(qū)動(dòng)LED的直流驅(qū)動(dòng)恒流驅(qū)動(dòng)，利用晶體管的恒流特性脈沖驅(qū)動(dòng)LED的有效工作電流2025/9/493第93頁，共121頁。LED的矩陣掃描：H1,H2,…為掃描電壓，由L1,L2的高低電平確定LED是否發(fā)光LED模塊2025/9/494第94頁，共121頁。LED模塊內(nèi)部的連線2025/9/495第95頁，共121頁。2025/9/496第96頁，共121頁?！?.4有機(jī)電致發(fā)光(OEL,OLED)

有機(jī)電致發(fā)光器件采用有機(jī)分子作為發(fā)光材料．由于OEL器件的發(fā)光機(jī)理屬于電荷注入型，所以O(shè)EL器件有時(shí)也稱為有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)．OEL顯示器件有以下優(yōu)點(diǎn)：1.有較高發(fā)光效率2.驅(qū)動(dòng)電壓較低3.響應(yīng)速度較快4.薄膜型器件，可以做成較大面積2025/9/497第97頁，共121頁?！?.4.1有機(jī)電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)及發(fā)光機(jī)理OEL器件是利用導(dǎo)電子材料和導(dǎo)孔穴材料的特性，使電子及孔穴在它們體內(nèi)或界面附近發(fā)生復(fù)合，從而發(fā)光．

OEL器件結(jié)構(gòu)分單層和多層．單層器件為單層的發(fā)光薄膜夾于二電極之間，如AL|Alq3|ITO．它的能帶圖如下：

2025/9/498第98頁，共121頁。多層EL器件的結(jié)構(gòu)圖和能帶圖

2025/9/499第99頁，共121頁。最常用的發(fā)光材料是Alq．孔穴傳輸材料則為TPD和NPB．它們的典型器件結(jié)構(gòu)圖如下．其中的CuPc為緩沖層．

2025/9/4100第100頁，共121頁。多數(shù)有機(jī)材料的發(fā)光顏色較純．Alq的發(fā)光顏色為綠色，峰值波長(zhǎng)為528nm，它的發(fā)光特性如下圖

2025/9/4101第101頁，共121頁。上述典型Alq三層結(jié)構(gòu)器件的驅(qū)動(dòng)電壓較低，電流較小，發(fā)光效率較高

2025/9/4102第102頁，共121頁?！?.4.2有機(jī)電致發(fā)光材料與器件特性

OEL材料包括電子傳輸材料，孔穴傳輸材料和摻雜材料

2025/9/4103第103頁，共121頁。有機(jī)材料的導(dǎo)電機(jī)理有機(jī)分子之間作用力為范德瓦爾斯力，結(jié)構(gòu)松散，無法形成晶體的能帶結(jié)構(gòu)最高已占軌道(HOMO)，最低未占軌道(LUMO)分子處于基態(tài)時(shí)，所有能量在HOMO軌道以下的分子軌道充滿電子，能量高于LUMO的分子軌道為空激發(fā)時(shí)，處于HOMO軌道上的電子躍遷到LUMO軌道上HOMO和LUMO之間沒有其他的分子軌道，因此HOMO和LUMO之間的能隙就像半導(dǎo)體中的禁帶。2025/9/4104第104頁，共121頁。有機(jī)分子發(fā)光2025/9/4105第105頁，共121頁。較高的熒光量子效率較好的載流子傳輸特性容易真空升華成膜良好的光和熱穩(wěn)定性典型材料8-羥基喹啉鋁（綠光532nm）LiB(mq)4(藍(lán)光470nm）聚苯乙烯撐（黃綠）聚噻吩（紅光）聚對(duì)苯撐和聚烷基芴（藍(lán)光）發(fā)光材料2025/9/4106第106頁，共121頁。有機(jī)空穴傳輸材料較高的空穴遷移率良好的成膜性較小的電子親和能，利于空穴注入較低的電離能，對(duì)電子有阻擋作用較高的激發(fā)能量，防止激子的能量傳遞良好的熱穩(wěn)定性典型材料三芳胺類有機(jī)分子（TPD、α-NPB、m-MTADATA、TPTE）聚乙烯基咔唑（PVK）聚硅烷（PMPS）2025/9/4107第107頁，共121頁。有機(jī)電子傳輸材料良好的成膜性較高的電子親和能，利于電子注入較高的電子遷移率，易于電子傳輸較大的電離能，對(duì)空穴有阻擋作用較高的激發(fā)能量，防止激子的能量轉(zhuǎn)移良好的熱穩(wěn)定性典型材料口惡二唑衍生物（PBD）；三唑衍生物（TAZ）；8-羥基喹啉鋁PPOPH；PPOOPH2025/9/4108第108頁，共121頁。小分子有機(jī)物小分子有機(jī)染料：選擇范圍廣，易提純；存在濃度淬滅等問題，導(dǎo)致發(fā)射峰變寬或紅移。一般以低濃度摻雜在具有某種載流子性質(zhì)的主體中。紅、綠、藍(lán)光均有成熟的染料。有機(jī)金屬配合物：既有有機(jī)物高熒光